Артем Шиховцев из ИСЗФ СО РАН выиграл грант Президента РФ на развитие методов адаптивной оптики

Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории строения солнечной атмосферы Института солнечно-земной физики СО РАН Артем Шиховцев выиграл грант Президента РФ на реализацию проекта «Развитие метода определения характеристик атмосферной турбулентности на разных высотах: принципы многообъектной адаптивной оптики».

Как рассказал Артем Шиховцев, в целом проект, рассчитанный на два года, ориентируется на развитие методов адаптивной оптики:

— В частности, мы решаем задачу по уточнению вертикальных профилей турбулентности, которые используются для оценки степени деформации световой волны на разных удалениях от приемной апертуры телескопа (объектива) при ее распространении в оптически активной турбулентной атмосфере Земли.

Артем Шиховцев напомнил, что разработка новых астрономических телескопов наземного базирования и развитие существующих астрономических инструментов связаны с оснащением их системами адаптивной оптики. Эти системы предназначены для повышения качества астрономических изображений. Классические системы адаптивной оптики, построенные на использовании одного датчика оптических искажений и одного деформируемого зеркала, сопряженного с апертурой телескопа, могут корректировать изображения в отдельные моменты и лишь по ограниченной площади. Сегодня в мире развиваются системы адаптивной оптики широкого поля зрения, построенные на методах атмосферной томографии и трехмерной фазовой коррекции.

Проект, который будет реализован в ИСЗФ СО РАН Артемом и Максимом Шиховцевыми, а также Александром Киселевым, направлен на уточнение картины формирования искажений волнового фронта в турбулентной атмосфере и их проявлении на разных участках апертуры телескопа.

— Мы планируем разработать модифицированный метод определения характеристик атмосферной турбулентности, в частности, структурной характеристики флуктуаций показателя преломления воздуха на разных высотах.

Этот метод даст возможность определять характеристики оптической турбулентности, в том числе радиуса Фрида для отдельных атмосферных слоев, по которому судят об искажениях волнового фронта и разрешении (качестве) солнечных изображений. Экспериментально метод будет апробирован на данных, полученных при измерении искажений волнового фронта в оптической схеме макета адаптивной оптики Большого солнечного вакуумного телескопа (БСВТ) Байкальской астрофизической обсерватории. В итоге будут даны рекомендации по выбору типа системы многообъектной адаптивной оптики для солнечного телескопа, использующей либо набор датчиков, работающих в пределах достаточно узкого поля зрения, либо нескольких датчиков широкого поля зрения (с полем более 1 угловой минуты).

Проект является продолжением исследования волнового фронта в широком поле зрения и разработки макета многолучевого регистратора характеристик оптических искажений в турбулентной атмосфере для адаптивных систем крупных астрономических телескопов, ранее поддержанного президентским грантом. В ходе его реализации были заложены основы нового метода по определению характеристик турбулентности на разных высотах в пределах нижнего семикилометрового слоя атмосферы. Проведение исследований в рамках нового ранта поможет усовершенствовать этот метод.

— Запланированные исследования и экспериментальные работы с адаптивной оптикой на БСВТ важны с точки зрения создания Крупного солнечного телескопа КСТ-3 с системой адаптивной оптики в рамках мегапроекта «Национальный гелиогеофизический комплекс РАН», - подчеркнул Артем Шиховцев.